Menurut klasifikasinya, sensor infra merah dapat dibedakan menjadi sensor termal dan sensor foton.

Sensor termal

Detektor termal menggunakan elemen pendeteksi untuk menyerap radiasi infra merah sehingga menghasilkan kenaikan suhu, kemudian disertai dengan perubahan sifat fisik tertentu. Mengukur perubahan sifat fisik tersebut dapat mengukur energi atau daya yang diserapnya. Proses spesifiknya adalah sebagai berikut: Langkah pertama adalah menyerap radiasi infra merah oleh detektor termal sehingga menyebabkan kenaikan suhu; langkah kedua adalah menggunakan beberapa efek suhu dari detektor termal untuk mengubah kenaikan suhu menjadi perubahan listrik. Ada empat jenis perubahan sifat fisik yang umum digunakan: tipe termistor, tipe termokopel, tipe piroelektrik, dan tipe pneumatik Gaolai.

# Tipe termistor

Setelah bahan peka panas menyerap radiasi infra merah, suhu naik dan nilai resistansi berubah. Besarnya perubahan resistansi sebanding dengan energi radiasi infra merah yang diserap. Detektor inframerah yang dibuat dengan mengubah resistansi setelah suatu zat menyerap radiasi inframerah disebut termistor. Termistor sering digunakan untuk mengukur radiasi termal. Ada dua jenis termistor: logam dan semikonduktor.

R(T)=AT−CeD/T

R(T): nilai resistansi; T: suhu; A, C, D: konstanta yang bervariasi menurut bahannya.

Termistor logam memiliki koefisien resistansi suhu positif, dan nilai absolutnya lebih kecil dibandingkan semikonduktor. Hubungan antara resistansi dan suhu pada dasarnya linier, dan memiliki ketahanan suhu tinggi yang kuat. Hal ini sebagian besar digunakan untuk pengukuran simulasi suhu;

Termistor semikonduktor justru sebaliknya, digunakan untuk deteksi radiasi, seperti alarm, sistem proteksi kebakaran, serta pencarian dan pelacakan radiator termal.

# Tipe termokopel

Termokopel, juga disebut termokopel, adalah alat pendeteksi termoelektrik paling awal, dan prinsip kerjanya adalah efek piroelektrik. Persimpangan yang terdiri dari dua bahan konduktor berbeda dapat menghasilkan gaya gerak listrik pada persimpangan tersebut. Ujung termokopel yang menerima radiasi disebut ujung panas, dan ujung lainnya disebut ujung dingin. Yang disebut efek termoelektrik, yaitu jika dua bahan konduktor yang berbeda ini dihubungkan menjadi satu loop, ketika suhu pada kedua sambungan berbeda, arus akan dihasilkan dalam loop.

Untuk meningkatkan koefisien penyerapan, foil emas hitam dipasang pada ujung panas untuk membentuk bahan termokopel, yang dapat berupa logam atau semikonduktor. Strukturnya dapat berupa garis atau entitas berbentuk strip, atau film tipis yang dibuat dengan teknologi pengendapan vakum atau teknologi fotolitografi. Termokopel tipe entitas sebagian besar digunakan untuk pengukuran suhu, dan termokopel tipe film tipis (terdiri dari banyak termokopel secara seri) banyak digunakan untuk mengukur radiasi.

Konstanta waktu detektor inframerah tipe termokopel relatif besar, sehingga waktu responsnya relatif lama, dan karakteristik dinamisnya relatif buruk. Frekuensi perubahan radiasi di sisi utara umumnya harus di bawah 10HZ. Dalam aplikasi praktis, beberapa termokopel sering dihubungkan secara seri membentuk termopil untuk mendeteksi intensitas radiasi infra merah.

# Tipe piroelektrik

Detektor inframerah piroelektrik terbuat dari kristal piroelektrik atau “feroelektrik” dengan polarisasi. Kristal piroelektrik adalah sejenis kristal piezoelektrik yang memiliki struktur non-sentrosimetris. Dalam keadaan alami, pusat muatan positif dan negatif tidak berhimpitan pada arah tertentu, dan sejumlah muatan terpolarisasi terbentuk pada permukaan kristal, yang disebut polarisasi spontan. Perubahan suhu kristal dapat menyebabkan pusat muatan positif dan negatif kristal bergeser, sehingga muatan polarisasi pada permukaan pun ikut berubah. Biasanya permukaannya menangkap muatan mengambang di atmosfer dan mempertahankan keadaan kesetimbangan listrik. Ketika permukaan feroelektrik berada dalam kesetimbangan listrik, ketika sinar infra merah disinari pada permukaannya, suhu (lembaran) feroelektrik meningkat dengan cepat, intensitas polarisasi turun dengan cepat, dan muatan terikat menurun tajam; sedangkan muatan mengambang di permukaan berubah secara perlahan. Tidak ada perubahan pada badan feroelektrik internal.

Dalam waktu yang sangat singkat dari perubahan intensitas polarisasi akibat perubahan suhu hingga keadaan kesetimbangan listrik di permukaan kembali muncul kelebihan muatan mengambang di permukaan feroelektrik, yang setara dengan pelepasan sebagian muatan. Fenomena ini disebut efek piroelektrik. Karena muatan bebas memerlukan waktu yang lama untuk menetralkan muatan terikat di permukaan, maka diperlukan waktu lebih dari beberapa detik, dan waktu relaksasi polarisasi spontan kristal sangat singkat, sekitar 10-12 detik, sehingga kristal piroelektrik dapat merespons perubahan suhu yang cepat.

#Gaolai tipe pneumatik

Ketika gas menyerap radiasi infra merah dalam kondisi mempertahankan volume tertentu, suhu akan meningkat dan tekanan akan meningkat. Besarnya kenaikan tekanan sebanding dengan daya radiasi infra merah yang diserap, sehingga daya radiasi infra merah yang diserap dapat diukur. Detektor inframerah yang dibuat dengan prinsip di atas disebut detektor gas, dan tabung Gao Lai adalah detektor gas biasa.

Sensor foton

Detektor inframerah foton menggunakan bahan semikonduktor tertentu untuk menghasilkan efek fotolistrik di bawah penyinaran radiasi inframerah untuk mengubah sifat listrik bahan tersebut. Dengan mengukur perubahan sifat listrik, intensitas radiasi infra merah dapat ditentukan. Detektor inframerah yang dihasilkan oleh efek fotolistrik secara kolektif disebut detektor foton. Fitur utamanya adalah sensitivitas tinggi, kecepatan respons cepat, dan frekuensi respons tinggi. Namun umumnya perlu bekerja pada suhu rendah, dan pita deteksinya relatif sempit.

Menurut prinsip kerja detektor foton, secara umum dapat dibagi menjadi fotodetektor eksternal dan fotodetektor internal. Fotodetektor internal dibagi menjadi detektor fotokonduktif, detektor fotovoltaik, dan detektor fotomagnetoelektrik.

# Fotodetektor eksternal (perangkat PE)

Ketika cahaya mengenai permukaan logam tertentu, oksida logam atau semikonduktor, jika energi foton cukup besar, permukaan tersebut dapat memancarkan elektron. Fenomena ini secara kolektif disebut sebagai emisi fotoelektron, yang termasuk dalam efek fotolistrik eksternal. Phototube dan tabung photomultiplier termasuk dalam jenis detektor foton ini. Kecepatan responsnya cepat, dan pada saat yang sama, produk tabung pengganda foto memiliki penguatan yang sangat tinggi, yang dapat digunakan untuk pengukuran foton tunggal, tetapi rentang panjang gelombangnya relatif sempit, dan yang terpanjang hanya 1700nm.

# Detektor fotokonduktif

Ketika semikonduktor menyerap foton yang datang, beberapa elektron dan lubang pada semikonduktor berubah dari keadaan non-konduktif menjadi keadaan bebas yang dapat menghantarkan listrik, sehingga meningkatkan konduktivitas semikonduktor. Fenomena ini disebut efek fotokonduktivitas. Detektor inframerah yang dibuat dengan efek fotokonduktif semikonduktor disebut detektor fotokonduktif. Saat ini, ini adalah jenis detektor foton yang paling banyak digunakan.

# Detektor fotovoltaik (perangkat PU)

Ketika radiasi infra merah disinari pada sambungan PN struktur bahan semikonduktor tertentu, di bawah aksi medan listrik di sambungan PN, elektron bebas di area P berpindah ke area N, dan lubang di area N berpindah ke area N. daerah P. Jika sambungan PN terbuka, potensial listrik tambahan dihasilkan di kedua ujung sambungan PN yang disebut gaya gerak listrik foto. Detektor yang dibuat dengan menggunakan efek gaya gerak listrik foto disebut detektor fotovoltaik atau detektor inframerah persimpangan.

# Detektor magnetoelektrik optik

Medan magnet diterapkan secara lateral pada sampel. Ketika permukaan semikonduktor menyerap foton, elektron dan lubang yang dihasilkan disebarkan ke dalam tubuh. Selama proses difusi, elektron dan lubang diimbangi pada kedua ujung sampel karena pengaruh medan magnet lateral. Ada perbedaan potensial antara kedua ujungnya. Fenomena ini disebut efek opto-magnetoelektrik. Detektor yang terbuat dari efek foto-magnetoelektrik disebut detektor foto-magneto-listrik (disebut perangkat PEM).